本文關(guān)鍵詞：二氧化鈦納米陣列金擔(dān)載技術(shù)及光催化性能研究

  更多相關(guān)文章： TiO_2 Au擔(dān)載 納米線 納米分枝結(jié)構(gòu) 光催化

【摘要】：作為一種常見的半導(dǎo)體材料,Ti02納米材料廣泛應(yīng)用于光催化污水處理、太陽能電池、光解水等領(lǐng)域。但是,純Ti02半導(dǎo)體的光催化活性受到量子效率低、對可見光的利用效率低兩個(gè)主要因素的制約。本文通過光化學(xué)還原法對Ti02納米材料進(jìn)行Au擔(dān)載,成功制備出了不同結(jié)構(gòu)的Au/TiO2復(fù)合材料,有效地提升Ti02光催化劑的光譜響應(yīng)范圍和光催化效率。通過場發(fā)射掃描電子顯微鏡、高分辨透射電子顯微鏡、X射線衍射譜、Raman光譜、紫外-可見漫反射譜、X射線光電子能譜等表征技術(shù)分析了Au擔(dān)載Ti02納米結(jié)構(gòu)的形貌、結(jié)構(gòu)及光響應(yīng)行為,研究了載金量、載金位置等因素對光催化性能的影響。論文取得的主要結(jié)果如下：1)二氧化鈦納米線陣列金擔(dān)載：通過光化學(xué)還原法在TiO2納米線薄膜與粉末上擔(dān)載直徑約為10nm的納米Au顆粒。Au顆粒均勻地分布在納米線表面,隨著載金時(shí)間延長、載金溶液濃度的升高,TiO2納米線的載金量增加,樣品表面顏色加深。相比載金前,Au擔(dān)載TiO2納米線薄膜與粉末在紫外光以及可見光波段的吸收效率均有所提升；在降解羅丹明B的光催化性能測試中,暗吸附性能、紫外光和可見光催化性能均明顯提高。隨著金擔(dān)載量的增加,光催化性能呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢,金擔(dān)載量在TiO2納米線光催化性能提高中存在最優(yōu)值。2)二氧化鈦納米分枝陣列金擔(dān)載：通過光還原法獲得Au擔(dān)載的納米分枝結(jié)構(gòu)Ti02薄膜,Au納米顆粒的引入對于分枝結(jié)構(gòu)的形貌有一定的影響,對相組成沒有顯著影響。通過調(diào)節(jié)載金液濃度以及載金時(shí)間,獲得具有最優(yōu)光催化性能的Au擔(dān)載納米分枝結(jié)構(gòu)薄膜。納米Au顆粒的不同擔(dān)載位置顯著影響TiO2納米分枝結(jié)構(gòu)薄膜的光催化活性：當(dāng)納米Au顆粒位于主干與分枝的節(jié)點(diǎn)處時(shí),具有最優(yōu)的光催化性能。這是因?yàn)樵诠獯呋到獾倪^程中,納米分枝結(jié)構(gòu)由混晶相組成,金紅石分枝和鄰近的銳鈦礦主干之間會形成“相結(jié)”,而處于“相結(jié)”位置的Au納米顆粒促進(jìn)電子傳輸性能,有利于促進(jìn)光生電子空穴對的分離；同時(shí)Au納米顆粒在可見光下具有表面等離子體效應(yīng),上述兩點(diǎn)共同作用顯著提升了納米分枝結(jié)構(gòu)的光催化性能。
【關(guān)鍵詞】：TiO_2 Au擔(dān)載 納米線 納米分枝結(jié)構(gòu) 光催化
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB383.1;O643.36
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-32
• 1.1 引言10
• 1.2 TiO_2光催化概述10-15
• 1.2.1 TiO_2光催化劑10-14
• 1.2.2 TiO_2納米材料的制備14-15
• 1.3 TiO_2納米結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀15-22
• 1.3.1 一維TiO_2納米結(jié)構(gòu)15-19
• 1.3.2 分級TiO_2納米結(jié)構(gòu)19-22
• 1.4 TiO_2納米陣列金擔(dān)載研究現(xiàn)狀22-29
• 1.4.1 TiO_2納米陣列Au擔(dān)載改性原理22-24
• 1.4.2 Au/TiO_2復(fù)合材料的制備及應(yīng)用現(xiàn)狀24-29
• 1.5 論文選題依據(jù)和主要研究內(nèi)容29-32
• 1.5.1 選題依據(jù)29
• 1.5.2 主要研究內(nèi)容29-32
• 第二章 實(shí)驗(yàn)方法32-36
• 2.1 實(shí)驗(yàn)原料與設(shè)備32-33
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)原料32-33
• 2.1.2 主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備33
• 2.2 材料表征33-34
• 2.3 性能測定34-36
• 第三章 二氧化鈦納米線陣列金擔(dān)載技術(shù)及光催化性能研究36-48
• 3.1 前言36
• 3.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)36-38
• 3.2.1 材料制備37
• 3.2.2 材料表征37
• 3.2.3 性能測試37-38
• 3.3 結(jié)果與分析38-46
• 3.3.1 金擔(dān)載的二氧化鈦納米線粉末38-42
• 3.3.2 金擔(dān)載的鈦片襯底二氧化鈦納米線薄膜42-46
• 3.4 本章小結(jié)46-48
• 第四章 二氧化鈦納米分枝陣列金擔(dān)載技術(shù)及光催化性能研究48-76
• 4.1 前言48-49
• 4.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)49-50
• 4.2.1 材料制備49-50
• 4.2.2 材料表征50
• 4.2.3 性能測試50
• 4.3 結(jié)果與分析50-74
• 4.3.1 二氧化鈦納米分枝陣列薄膜50-53
• 4.3.2 最后載金二氧化欽納米分枝陳列薄膜53-56
• 4.3.3 中間載金二氧化鈦納米分枝陣列薄膜56-74
• 4.4 本章小結(jié)74-76
• 第五章 結(jié)論76-78
• 5.1 全文總結(jié)76-77
• 5.2 主要創(chuàng)新點(diǎn)77
• 5.3 問題與展望77-78
• 參考文獻(xiàn)78-86
• 致謝86-88
• 個(gè)人簡介88-90
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其它研究成果90

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